Kristallarning asosiy xossalari

Kristallarning asosiy xossalari
Kristallar (yun. krystallos — muz, togʻ billuri) — atomlari, ionlari va molekulalari maʼlum tartibda joylashib, fazoviy kristall panjarani tashqil etgan qattiq jismlar. K., koʻpincha, suyuq fazalar — eritmalardan hosil boʻladi va oʻsadi, baʼzan esa gaz holatini yoki qattiq jism holatini tashqil etadigan fazaviy oʻzgarishlar natijasidagiva hosil boʻladi. Bir turdagi kristall panjaraga ega yirik K. — monokristallar, mayda-mayda kristallchalardan tashqil topgan. K. — polikristallar, umuman kristall panjara tashqil etmagan qattiq jismlar — a m o r f jismlar deb yuritiladi. Boʻlardan tashqari suyuq K. maxsus guruhni tashkil etadi.
K. tabiatda har xil kattalikda uchraydi. Eng yirik tabiiy K. (togʻ billuri — kvars xili) bir necha yuz kilogrammni, sunʼiy yetishtirilgan ish-qoriy galloid K.i bir necha oʻn kilogrammni, eng yirik tayoqcha shaklida yetishtirilgan kremniy K.ning diametri 200 mm ni, eng yupqa bir butun monokristall qatlam shaklidagi K.ning qalinligi 10 nm ni tashqil etadi.
Kristal haqida tushuncha. Kristallarning turlari va ularning xilma-xilligi Kristallar nima Dastlab, kristallar tosh kristalli - sovuq go'zalligida benuqson shaffof kvarts deb nomlangan. Qadimgi kunlarda, olimlar ularning paydo bo'lishining sababi va printsipini hali tushuntirib bera olmaganlarida, barcha turdagi sehrli xususiyatlar kristallarga tegishli edi, buning dalili kasallarni davolaydigan yoki kelajakni ko'rsatadigan sehrli kristallar haqida gapiradigan ko'plab afsonalar va ertaklardir. . Zamonaviy kristall fizikasi uzoq vaqtdan beri kristallarni o'rab turgan bu romantik tumanning barchasini tarqatib yubordi va ilmiy nuqtai nazardan kristal nima ekanligini aniq ta'riflab berdi. Kristal - bu nima Kristal - tabiiy kelib chiqishi yoki laboratoriyada hosil bo'lgan, muntazam ko'pburchak shakliga ega bo'lgan qattiq jism. Kristal shaklining to'g'riligi uning ichki tuzilishiga asoslanadi - kristallni tashkil etuvchi moddaning zarralari (molekulalar, atomlar va ionlar) unda ma'lum bir naqshda joylashadi va vaqti-vaqti bilan takrorlanadigan uch o'lchovli fazoviy joylashuvni hosil qiladi. , aks holda "kristal panjara" deb ataladi.
K., odatda, simmetrik, toʻgʻri shaklli, tomonlari sillik, qirralari toʻgʻri boʻladi. Rentgenostruktura tahlili paydo boʻlgunga qadar. K. burchaklarini oʻlchash yordamida oʻzaro taqqoslanib, ularning kimyoviy tarkibi aniqlangan. K.ni simmetrik jism sifatida oʻrganish maqsadida ular 32 simmetriya sinfiga boʻlingan. Har bir sinf simmetriya elementlarining maʼlum bir majmui bilan harakterlanadi. 32 sinf ulardagi harakterli simmetriya elementlarining mavjudligiga qarab 7 singoniyaga guruhlanadi: triklin, monoklin, romb, tetragonal, geksagonal, trigonal va kub. K. ayrim tomonlarining oʻsish tezligidagi farqlar ularni kamdan-kam uchraydigan turli-tuman shakllar (plastinkasimon, ignasimon, tolasimon, butoqsimon, dendrit, qorsimon) ga olib kelishi mumkin. Bu xususiyatlardan germaniyning dendrit lentasini, turli yarimoʻtkazgichlarning yupqa plyonka (parda) sini oʻstirish texnikasida foydalaniladi. Agar eritmada bir yoʻla bir necha kristallanish markazlari hosil boʻlsa, u holda oʻsib borayotgan K. bir-biri bilan uchrashib, notoʻgʻri donachalar shaklini oladi.
K. ning tashqi koʻrinishi, u yoki bu sinfga va singoniyaga mansubligi ularning kristall panjarasi bilan belgilanadi. Kimyoviy bogʻlanishga qarab K. ning atom strukturasi 4 ta — ion (geteropolyar), kovalent, molekulyar va metall bogʻlanishli K. guruhiga boʻlinadi. Ion bogʻlanishlida mas, osh tuzi va boshqa da bir zaryadli ionlarning oʻzaro taʼsiri natijasida kristall panja-ralari hosil boʻladi. Kovalent bogʻlanishlida qoʻshni atomlarning valent elektronlari umumlashib ketib ikkiyoqlama, uchyoqlama va boshqa bir necha karrali bogʻlanishlar hosil boʻladi. Bunga olmos, kremniy va karborund jismlar misol boʻladi. Molekulyar bogʻlanishlida molekula atomlari orasida mustahkam kovalent bogʻlanishlar mavjud boʻlib, K. dagi molekulalar orasidagi bogʻlanish birmuncha kuchsizroq boʻladi. Bunga, asosan, organik birikmalar, N2, N2 va boshqa hamda inert gazlarning kristallik holatlari misol boʻla oladi. Metall bogʻlanishlida erkin elektronlar kristall panjaralarning barcha qismlarida elektron gaz holatida taqsimlanadi va ular musbat zaryadli tugunlardagi ionlarni maʼlum masofalarda tutib turadi. Bunga metall va intermetall birikmalari misol boʻla oladi.
temperatura yoki bosim oʻzgarganda K. strukturasi oʻzgarishi mumkin. Baʼzi K. strukturasi ana shu omillarga nisbatan metastabil boʻladi. K. dagi atomlar orasidagi kimyoviy bogʻlanishning turiularning koʻpgina fizik-kimyoviy xossalarini belgilaydi. Ayrim K. ning qattiqligi, issiqlik hamda elektr oʻtkazuvchanligi va boshqa xossalaridagi farqlar ulardagi atomlarning xususiyati bilan chambarchas bogʻlikdir (qarang Polimerlar, [[Qattiq jism).
K. ning fizik xossalari (elektr, magnit, optik, akustik, mexaniq va boshqalar) oʻzaro bir-biriga bogʻliq boʻlib, ular kristall strukturasidan, yaʼni atomlarning joylashishi va ular orasidagi bogʻlanish kuchlariga va elektronlarning energetik taqsimoti (elektr, magnit va optik xususiyatlari)ga bogʻliq. Masalan, metallarning oʻta elektr oʻtkazuvchanligi yoki dielektrik va yarimoʻtkazgichlarda elektr oʻtkazuvchanlik xossasining nisbatan pastligi elektronlarning yuqori yoki past konsentratsiyalanishi (toʻplanishi) bilan bogʻliq (qarang [[Qattiq jism). K. ning mustahkamlik, egiluvchanlik, tovlanish, lyuminessent xususiyatlari kristall panjaralardagi nuqsonlar miqdori va turiga qarab aniqlanadi. Undan tashqari, K.da simmetriya, tomonlari orasidagi burchakning katta-kichikligi, fizik va kimyoviy xossalarining har xil boʻlishi ulardagi anizotropiya va izotropiya hodisasi bilan bogʻlikdir. K. tuzilishida har xil nuqsonlar — vakansiya (teshiklar), chekka dislokatsiyalar va boshqa uchraydi. Kristall panjaraning parallel strukturaga ega boʻlmasligi tufayli bu nuqsonlar ferromagnetik va segnetoelektritik kuzatiladi. K.dagi nuqsonlar tufayli ulardan akustik, rentgen va elektromexanik toʻlqinlar sochiladi. K.dagi aralashmalar adsorbsiya hodisasi tufayli uning strukturasi (yoqlari)ni buzadi.
K. yarimoʻtkazgichlarda diodlar, tranzistorlar, integral sxemalar va boshqa yaratishda, pyezoelektr generatorlar, stabilizatorlar, akustooptik qurilmalar, chastotalarni oʻzgartiruvchi asboblar yaratishda, injeksion lazer kurilmalarida foydalaniladi. Metallarga ishlov berishda, ularni jilo-lashda va parmalashda oʻta qattiq K. (olmos, korund va boshqalar) dan foydalaniladi. Hozirgi vaqtda yupqa, oʻta yupqa kristallik (epitoksial) qatlamlar yangi texnikada keng qoʻllanilmokda, mas, (lazerdar, yorugʻlik oʻtkazgichlar, optoelektronika asboblari, Quyosh energiyasi elementlari, oʻta yuqori chastota (OʻYUCH)li elektronika asboblari, infraqizil (IQ) nurlarni qabul qiluvchilar, monoxromatorlar, tenzodatchiklar va h. k. yaratilmokda. Zargarlik sanoatida sintetik K. va boshqa qoʻllaniladi. Nazar Toʻrayev.[1] Kristallarning turlari va turlari Kristallarni o'rganish bilan shug'ullanadigan olimlar "ideal kristal" va "haqiqiy kristal" kabi tushunchalarni ajratib turadilar. Mukammal kristall Ideal kristall - kristallning mavhum matematik modeli bo'lib, unda uning kristall panjarasi, to'liq simmetriyasi va mukammal tekis qirralariga mos keladigan mutlaqo to'g'ri shakl berilgan. Oddiy qilib aytganda, ideal kristal bu kristall turiga xos bo'lgan barcha sifatlar, xususiyatlar va xususiyatlarning to'liq to'plamiga ega kristaldir.
Kristallar nafaqat olmos, ametist, zumrad, safir va boshqa qimmatbaho va yarim qimmatbaho toshlar, ba'zilarimiz o'ylagandek. Ushbu eng mashhur va chiroyli kristallardan tashqari, tabiatda kristalli tuzilishga ega bo'lgan boshqa ko'plab moddalar mavjud. Kristal hosil qilish qobiliyatiga ega bo'lgan eng keng tarqalgan modda oddiy suvdir. Hatto bolalar ham suv kristallari qanday ko'rinishini bilishadi - muz parchalari va qor parchalari hammaga yaxshi ma'lum. kristallar- bularning barchasi atomlarning tartibli joylashishi natijasida hosil bo'lgan ko'pburchak shakliga ega bo'lgan qattiq jismlardir. Kristallografiya kristallar, kristall tabiiy jismlar haqidagi fan deb ataladi. U kristall moddalarning shakli, ichki tuzilishi, kelib chiqishi, tarqalishi va xossalarini o'rganadi. kristallar atomlarning tartibli joylashishi natijasida ko'pburchak shakliga ega bo'lgan barcha qattiq jismlarni chaqiring. Yaxshi shakllangan kristallarga misol qilib, pirit kublari, tog 'kristalli prizmasining uchlarida joylashgan granat dodekaedrlari, eng muhim temir javharining oktaedrlari (oktaedrlari) - ko'plab qimmatbaho toshlar: olmos, yoqut, topaz va boshqa shunga o'xshash shakllanishlar ba'zan juda katta hajmga etadi. o'lchamlari.
Agar har bir zarracha (ion, atom) nuqta bilan almashtirilsa, kristallning tuzilishi muntazam va muntazam joylashgan nuqtalar bilan to'ldirilgan bo'shliq sifatida taqdim etiladi. Nuqtalar orasidagi masofalar chiziqlar bilan ko'rsatilgan. Bu shunday deyiladi fazoviy panjara, ularning elementlari tugunlar, qatorlar va tekislik panjaralaridir. Panjara tugunlari kristalldagi neytral atomlar yoki zaryadlangan atomlar (ionlar) yoki atomlar (molekulalar) yoki ionlar (radikallar) guruhlariga mos keladi. Qator to'g'ri chiziq bo'ylab yotgan va vaqti-vaqti bilan muntazam ravishda takrorlanadigan tugunlar to'plamidir. Bo'shliq, yoki ketma-ketlik davri - ikkita ekvivalent tugunlar orasidagi masofa. Bu masofalar ahamiyatsiz va angstromlarda o'lchanadi: 1 Å = 10 -8 sm. tekis(yuzli) panjara- bir tekislikda joylashgan tugunlar va qatorlar to'plami.
kristallar- bularning barchasi atomlarning tartibli joylashishi natijasida hosil bo'lgan ko'pburchak shakliga ega bo'lgan qattiq jismlardir. Kristallografiya kristallar, kristall tabiiy jismlar haqidagi fan deb ataladi. U kristall moddalarning shakli, ichki tuzilishi, kelib chiqishi, tarqalishi va xossalarini o'rganadi. kristallar atomlarning tartibli joylashishi natijasida ko'pburchak shakliga ega bo'lgan barcha qattiq jismlarni chaqiring. Yaxshi shakllangan kristallarga misol qilib, pirit kublari, tog 'kristalli prizmasining uchlarida joylashgan granat dodekaedrlari, eng muhim temir javharining oktaedrlari (oktaedrlari) - ko'plab qimmatbaho toshlar: olmos, yoqut, topaz va boshqa shunga o'xshash shakllanishlar ba'zan juda katta hajmga etadi. o'lchamlari. 1958 yilda SSSRda og'irligi taxminan 70 t, uzunligi 7,5 m, kengligi 1,6 m bo'lgan ulkan kristall topildi.Ba'zi kristallarda uzunligi 5 m ga etadi, massasi 18 t ga etadi.Odatda kichik, ko'pincha mikroskopik kristallar topiladi. Sharqiy Orenburg viloyatida daryo havzasida. Jaman-Akjar uzunligi 170 sm, eni 80 sm va og'irligi 784 kg bo'lgan tosh kristall topdi. U "Bola" deb ataladi. U erda kamida 500 kg og'irlikdagi yana 11 ta yirik kristal topilgan. "Malyutka" kristalli Yekaterinburgdagi Ural geologiya muzeyiga kirish eshigi oldida o'rnatilgan.